多种通信网络及接口转换模块的研制

针对大系统中共存的多种通信网络和同种网络多种接口互相通信的需要,采用LPC2368SOC结合RTL-RTX实时操作系统,研制一个支持多种通信网络及接口互相转换的模块,实现以太网、串口网、CAN网（现场总线网）和USB之间的通信,以及RS232,RS422和RS485接口之间的通信。从线速上对网络转换速度进行定量分析,指出该模块使用时的极限约束条件。     

基于PCI总线的GPS图像标时系统设计

由高速图像采集子系统和GPS精密授时子系统构成,为图像采集提供精确的时间基准.设计并实现了基于PCI总线的GPS时间获取板卡,并完成了一系列软件的设计开发.首先通过CPLD硬件实时获取GPS授时,其次PCI TARGET结合操作系统内核驱动将该时间传入系统内核,最后用事件通知的方法由内核将该时间传递给望远镜终端图像采集程序做时间标记.实验测试结果表明,系统获取时间的精确度可以达到毫秒极,完全满足天文望远镜观测系统的需求.     

提高工控机可靠性的一种简易方法

为了对工控机运行全过程进行监视并提供死机恢复功能,硬件上采用微功耗的CPLD设计了一个串口窃电的超时可配置的硬件看门狗:软件上采用系统服务设计了一个对硬件看门狗清零同时对应用程序进行监视的可配置软件看门狗,还采用DLL技术设计了对软硬件看门狗清零的操作.该综合看门狗性能优良、应用简单、成本低,可方便地对现有工控机进行改造以提高可靠性.     

并联监控电路可靠性分析及设计

分析了嵌入式系统死机的症状,并对现有的一系列死机恢复技术进行了介绍.为了提高嵌入式系统运行的可靠性,设计了由三个相同类型的监控电路并联所构成的监控系统,先在理论上对其可靠性进行了分析,然后从硬件和软件上分别进行了具体设计.并联监控电路相对于单个监控电路来说,其可靠性可极大地提高.     

光线追迹方法在双折射滤光器误差分析中的应用

目的：对于采用双折射滤光器系统的太阳磁场望远镜,滤光器的研制质量直接影响透过谱线形状,进而影响太阳磁场的测量。方法：从单轴晶体的双折射性质出发,应用光线追迹方法,研究了滤光器系统中光的传播规律,将光线的传播方向、相位信息和振动状态用入射角、入射光方位角和晶体参量表示出来,结合偏振光的干涉原理,辅助计算机编程,分析了多种误差源对透过谱线形状的影响,为滤光器的研制提供了可靠依据。结果：通过与Evans离轴效应公式的对比,得到0.7%的最大相对误差,从而验证了本文方法的正确性。     

遵循xDM标准的PGF 压缩编码器优化设计

太阳观测中产生极大的数据流量,为节省存储空间和网络带宽设计了一个遵循xDM标准的PGF 压缩编码器,对太阳观测图像进行实时压缩。首先分析并裁减了对自然图像压缩和压缩速度都有很大优势的PGF压缩算法,然后按xDM标准要求的接口设计了一个PGF 压缩编码器,针对达芬奇硬件架构的特点在软件设计、C语言编程和线性汇编等多个方面进行了程序优化与实现,最后对压缩比、压缩时间和压缩信噪比等性能参数进行了在线实时测试,测试表明该PGF压缩编码器完全满足太阳望远镜实时图像处理终端的要求。     

太阳磁场望远镜KDP高压脉冲电源设计

为了提高太阳磁场的测量精度,采用新的电路设计方法实现了一套可以应用于怀柔太阳磁场望远镜KD*P电光调制器的高精度高压控制系统。系统中使用新技术制造的高压模块配合新的高压调制电路产生高精度的高压脉冲信号,系统输出的30 Hz高压方波时其上升沿和下降沿时间小于2μs,输出1 000 V高压时上升沿结束2μs后纹波小于2 V,提高了观测磁场数据的精度;同时,电路中加入了直流保护、放电保护等措施确保系统工作安全;所有控制逻辑、高压输出接口与原有系统兼容,保证系统可以快速切换,高效运转。     

几种波片位相延迟测量方法的比较

建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统,实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法,使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量,并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。分析结果表明,对本测试系统而言,光谱扫描法适于测量λ/2波片,测量精度主要由单色仪的精度所决定,其误差＜0.032%;Soleil补偿器法测量精度主要由Soleil补偿器精度决定,其误差＜0.18%;光强法误差与待测波片的延迟量有关,且测试光路与偏振器的缺陷对测量精度影响较大。光谱扫描法与Soleil补偿器法测量λ/2波片的结果在误差范围内相符,光强法测量结果产生较大差异的原因来自光路、偏振器及方法本身的缺陷。实验结果为不同条件下选择最佳测量方法提供了参考依据。     

局部相关跟踪算法在太阳磁场观测中的应用

在太阳磁场观测系统中通过使用相关跟踪算法发现并消除原始图像间的抖动错位,提高磁场观测数据的空间分辨率。然而相关算法的实现比较耗时,为保证系统观测数据的时间分辨率,系统中采取了缩小相关窗口的尺寸——选取特征区域作为相关窗口的局部相关跟踪算法,并结合快速傅立叶算法和IntelR图像处理函数库等方法优化相关运算,提高了系统的时间分辨率。系统指标满足常规天文观测的要求并已投入使用。     

基于GPSD的高精度校时系统

天文观测设备对于控制系统的时间准确度有严格要求。为此,采用搭建高精度NTP服务器的方法实现系统校时。基本思路是从NMEA0183数据中提取时间信息,通过PPS信号来保证高精度。具体实现方法是采用GPS接收模块G591来构造硬件电路,软件部分需要NTP服务器软件和GPSD的正确安装和配置。对照实验表明,基于GPSD的NTP服务器校时精度可以达到微秒量级,工作性能稳定而可靠。